Організація резервних каналів зв’язку для екстрених ситуацій у середовищах з обмеженою інфраструктурою з використанням технології LPWAN

Юрій Володимирович Ликов; Анатолій Миколайович Олейніков; Ганна Олександрівна  Ликова; Степан Олександрович Савенко; Сергій Олександрович Маковецький

doi:10.20535/S0021347023090054

Автор(и)

Юрій Володимирович Ликов Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-7120-3276
Анатолій Миколайович Олейніков Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-4458-8833
Ганна Олександрівна Ликова Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-5630-8675
Степан Олександрович Савенко Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0009-0008-1945-1617
Сергій Олександрович Маковецький EKTOS-Ukraine LCC, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-9814-9465

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023090054

Ключові слова:

LoRaWAN, зв’язок, автономність, модель Окамура-Хата, двох-лучова модель, модем

Анотація

В роботі розглянута важливість створення резервних каналів зв’язку в надзвичайних ситуаціях, коли доступ до систем стільникового та супутникового зв’язку обмежений. Метою дослідження є обґрунтування використання технології LoRaWAN як основи для побудови надійних резервних засобів зв’язку. Запропоновано структурну схему пристрою, на прикладі якої промодельовано час його автономності. Показано, що в залежності від режиму роботи цей час складає від 150 до 900 діб. Для оцінки зони радіодоступності пристрою промодельовано максимальну дальність передачі з використанням різних моделей поширення радіохвиль. Результати досліджень показали, що розроблена система екстреного зв’язку на основі протоколу LoRaWAN є ефективною та переважає інші технології бездротового зв’язку в певних умовах.

Посилання

N. Hashim, F. Idris, T. N. A. Tuan Ab Aziz, S. H. Johari, R. Mohd Nor, N. Ab Wahab, “Location tracking using LoRa,” Int. J. Electr. Comput. Eng., vol. 11, no. 4, p. 3123, 2021, doi: https://doi.org/10.11591/ijece.v11i4.pp3123-3128.
E. T. de Camargo, F. A. Spanhol, Á. R. Castro e Souza, “Deployment of a LoRaWAN network and evaluation of tracking devices in the context of smart cities,” J. Internet Serv. Appl., vol. 12, no. 1, p. 8, 2021, doi: https://doi.org/10.1186/s13174-021-00138-7.
LoRa Alliance, “LoRaWANTM 1.1 Specification,” 2017. uri: https://lora-alliance.org/wp-content/uploads/2020/11/lorawantm_specification_-v1.1.pdf.
NEO-6 u-blox 6 GPS Modules, Data Sheet. URL: https://www.digikey.com/htmldatasheets/production/2757457/0/0/1/neo-6.html.
STMicroelectronics, “MEMS digital output motion sensor: ultra-low-power high-performance 3-axis ‘femto’ accelerometer. Datasheet LIS2DH12,” Web-site STMicroelectronics. https://www.st.com/en/mems-and-sensors/lis2dh12.html.
Y. V. Lykov, D. Y. Gorelov, A. A. Lykova, S. O. Savenko, “Energy efficiency research of LPWAN technologies,” Radio Electron. Comput. Sci. Control, no. 3, p. 27, 2023, doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2023-3-3.
С. Кравчук, Л. Афанасьєва, Д. Міночкін, І. Кравчук, Поширення Радіохвиль в Зоні Покриття Безпроводових Мереж Зв’язку. Навчальне Видання. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020, uri: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/02f7b7c2-8fbb-4824-b48e-f79635c005cf/content.
Semtech, “Datasheet SX1276/77/78/79,” 2020. uri: https://semtech.my.salesforce.com/sfc/p/#E0000000JelG/a/2R0000001Rbr/6EfVZUorrpoKFfvaF_Fkpgp5kzjiNyiAbqcpqh9qSjE.
E. Zochmann, K. Guan, M. Rupp, “Two-ray models in mmWave communications,” in 2017 IEEE 18th International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC), 2017, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/SPAWC.2017.8227681.
F. M. Bacco, E. Ferro, A. Gotta, “Radio propagation models for UAVs: what is missing?,” in Proceedings of the 11th International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems: Computing, Networking and Services, 2014, doi: https://doi.org/10.4108/icst.mobiquitous.2014.257896.
А. О. Аканде, Ф. А. Семир, З. К. Адеемо, К. К. Агубор, “Оптимизация модифицированной эмпирической модели для сети 2,3 ГГц стандарта LTE. Пример исследования в FUTO,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 65, no. 1, pp. 33–54, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022010046.